TWI605104B - 波長轉換聚合物膜 - Google Patents

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Description

波長轉換聚合物膜
本發明係關於包含無機螢光化合物及有機螢光化合物之聚合物膜。本發明進一步係關於製備該膜之方法及其在太陽能電池中作為波長轉換膜之用途。
藉由太陽光之光電轉換獲得電能之半導體太陽能電池主要係採用(例如)單晶矽(c-Si)或非晶形矽(a-Si)之無機太陽能電池。在過去十年期間，其光電轉換效率已上升至最大約30%。此相對較小效率主要係由關於半導體材料(例如單晶矽或非晶形矽)之吸收波長範圍及主要介於200nm至1200nm範圍內之太陽能輻射光譜之光譜失配引起。就此而言，太陽能輻射之主要吸收對於基於非晶形矽之太陽能電池發生在高於600nm之波長下，或對於基於單晶矽之太陽能電池發生在800nm下，且此限制所利用輻射用於光電轉換成600nm或更大之較長波長區之輻射。
為使得有效地利用太陽光之短波長區中之光(其亦具有高能量)，試圖採用(例如)稀土金屬離子、稀土金屬錯合物、螢光顏料等來將低於500nm之波長之輻射轉換成具有高於500nm之波長之輻射，且其隨後可藉由太陽能電池經受光電轉換製程。
就此而言，WO 2010-01703 A1揭示(例如)含有基於稀土金屬錯合物之螢光物質的波長轉換膜，其用作包含複數個透光層及太陽能電池 組單元之太陽能電池組模組中之透光層中之一者。波長轉換膜之特徵在於螢光物質包括經塗佈螢光物質顆粒，其各自具有螢光物質顆粒及覆蓋螢光物質顆粒表面之塗層。
JP 2010-258293 A1揭示(例如)基於稀土金屬錯合物螢光團之波長轉換膜，其藉由經構造以減少因光譜失配之日光損失並具有較高可見光透射率而能夠增加光利用效率並改良產生功率效率。此外，揭示使用該膜之太陽能電池模組。
JP 2010-258293 A1揭示含有基於稀土金屬錯合物之螢光物質的波長轉換膜。螢光物質係經塗佈螢光物質，其具有螢光物質顆粒及經折射率低於螢光物質顆粒之折射率之材料覆蓋螢光物質顆粒之周邊的塗層。該螢光物質係作為波長轉換膜提供或分散於現有透明電極或抗反射膜中，或作為蓋板提供，藉此試圖達成其效率。
JP 05156244 A1揭示螢光組合物，其包含透明且可溶於全氟-烴溶劑中之非晶形氟樹脂及螢光縮合多環芳族化合物之全氟烷基取代之衍生物(例如，自苝與雙(全氟丁醯基)過氧化物之間之反應產生之全氟伸丙基取代之苝)，由此獲得具有高效率及耐光性之波長移位膜，其可將紫外區光轉換成可見區光以使矽光電二極體之光譜敏感區移位至較長波長。
US2009-0224177 A1揭示藉由限制自某一磷光體發射之螢光再次由另一不同磷光體吸收達成高效率之色彩轉換構件，以及提供包括該色彩轉換構件之發光裝置。色彩轉換構件包括N個透光構件，其各自含有N個不同磷光體中之不同一者，該等磷光體經激發光照明以在可見波長區中發射螢光，且N個透光構件依序堆疊(N係不小於2之自然數)。色彩轉換構件經設計以使折射率在厚度方向上增加，而螢光波長在厚度方向上減少。
然而，現代波長轉換膜尤其在用於半導體太陽能電池時必須滿 足若干要求，其尤其係：-在長時期使用時之高效率，-高抵抗熱應力(例如熱或冷)之穩定性，-高抵抗水份之穩定性，-高抵抗太陽輻照之穩定性，-在其外部暴露環境中之高耐久性，-在分散於聚合物膜中之螢光化合物之寬濃度範圍內之高效率，-對太陽輻照之低反射，-膜中之螢光化合物必須均勻分散，-轉換波長應有效地匹配所施加半導體材料之主吸收峰的波長，且-生產方法必須成本有效且適於大量製造製程。
鑒於先前技術及關於該等材料之上文提及之要求，業內迫切需要較佳不顯示先前技術之波長轉換膜之缺點或即使如此亦程度較小的新或替代材料。
驚人地，本發明者已發現包含至少一種無機螢光化合物及至少一種有機螢光化合物之聚合物膜代表已知波長轉換膜之優異替代物，其較佳改良上文提及之要求中之一或多者或甚至更佳同時滿足上文提及之所有要求。
因此，本發明係關於包含至少一種無機螢光化合物及至少一種有機螢光化合物之聚合物膜。
本發明之聚合物膜包含在太陽能輻射之短波長區(包括紫外光)中具有吸收峰之無機螢光化合物與在長波長區中具有優異顯色性質之有機螢光化合物的組合。
因此，本發明亦係關於聚合物膜作為波長轉換膜之用途，其將約小於500nm之波長之輻射轉換成約500nm以上之波長之輻射，其與適宜半導體材料(例如多晶矽、非晶形矽(a-Si)、單晶矽(c-Si)、多晶矽(mc-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒化物(CIGS)或砷化鎵(GaAs))之主吸收波長範圍更匹配。
因此，本發明亦係關於藉由施加聚合物膜改良太陽能電池之方法，其藉由將太陽能輻射之短波失配部分轉換成更匹配半導體材料之主吸收波長範圍之波長範圍而能夠增加光利用效率並改良發電效率。
因此，本發明亦係關於包含一或多種半導體材料及本發明之聚合物膜的太陽能電池。
術語之定義
本文所用術語「聚合物」應理解為意指涵蓋一或多個不同類型之重複單元(分子之最小構成單元)之主鏈的分子且包括常見術語「寡聚物」、「共聚物」、「均聚物」及諸如此類。此外，應理解，術語聚合物除聚合物自身外亦包括起始劑、觸媒及伴隨該聚合物合成之其他元素之殘餘物，其中該等殘餘物應理解為不以共價方式納入其中。此外，該等殘餘物及其他元素在正常地聚合後純化製程期間移除的同時，通常與聚合物混合或共混合，以使其在容器之間或在溶劑或分散介質之間轉移時一般與聚合物保留在一起。
術語「螢光」意指已吸收光或其他電磁輻射之物質之光發射之物理過程。其係一種發光形式。在大多數情形下，所發射光較所吸收輻射具有較長波長，且因此具有較低能量。
術語「有機化合物」意指分子含有一或多個碳原子與另一元素 或基團(包括氫、氮、氧、鹵素以及磷、矽及硫)共價鍵結之物質。
幾個例外係一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、氰化物、氰酸鹽、碳化物及硫氰酸鹽，認為該等係無機物。
術語「無機化合物」意指任何不含碳原子之化合物或任何含有以離子方式鍵結至其他原子之碳原子的化合物，例如一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、氰化物、氰酸鹽、碳化物及硫氰酸鹽。
術語「聚合」意指藉由將多個可聚合基團或含有該等可聚合基團之聚合物前體(可聚合化合物)鍵結在一起形成聚合物之化學過程。
術語「聚合物膜」包括具有機械穩定性之剛性或撓性之自支撐或獨立膜、以及支撐基板上之塗層或層或另一聚合物層上之多層結構。
術語「吸收」意指材料之吸收率，其對應於落在材料上之輻射對透射穿過材料之輻射之對數比。
術語「發射」意指因原子及分子中之電子躍遷之電磁波之發射。
量子點係激子限於所有三個空間維度中之一部分物質(例如，半導體)。該等材料具有介於彼等整體半導體之性質與彼等離散分子之性質中間的電子性質。
奈米級顆粒或奈米顆粒之大小介於100奈米與1奈米之間。
光聚合聚合物或光固性樹脂由光可聚合單體或寡聚物組成。光固性樹脂暴露於電磁輻射以固化。
術語「可熱聚合聚合物」或「熱固性樹脂」意指在加熱時固化且不可重塑之材料。
術語「熱塑性材料」意指高於特定溫度變柔韌或可模塑且在冷卻時恢復固體狀態之聚合物。
術語「透射率」意指指定波長下之入射光(或其他電磁輻射)穿過 材料之部分。
具有一個可聚合基團之可聚合化合物亦稱作「單反應性」或「單官能基」聚合物前體，具有兩個可聚合基團之化合物稱作「二反應性」或「二官能基」化合物及具有兩個以上可聚合基團之化合物稱作「多反應性」或「多官能基」化合物。無可聚合基團之化合物亦稱作「非反應性或不可聚合「化合物。
在本發明之一個實施例中，聚合物膜包含無機螢光化合物，其吸收在介於約200nm至約500nm、較佳約225nm至約450nm、更佳約250nm至約425nm範圍內具有最大吸收峰波長的輻射，且發射在介於約500nm至約1000nm、較佳550nm至約900nm、更佳約450nm至約800nm範圍內具有最大發射峰波長的輻射。
適宜無機螢光材料已為彼等熟習此項技術者熟知且闡述於(例如)W.M.Yen、S.Shionoya及H.Yamamoto：Phosphor Handbook，第2版(CRC Press,2006)，第155-338頁中。
如彼等熟習此項技術者已知，無機螢光材料之量子效率隨著磷光體大小減小而減小。因此，適宜無機螢光材料應較佳呈現至少20%、更佳至少30%、甚至更佳至少40%之量子效率。
適宜磷光體顆粒之粒徑介於約1nm至約100nm、更佳約3nm至約50nm且最佳約5nm至約25nm之範圍內。
無機螢光化合物較佳以接近球形之微細顆粒形式使用。此外，無機螢光化合物之形狀之實例包括，-生長成管柱或線形狀者；-兩個或更多個線形成員係自一個點生長者，包括四腳狀者；-形成樹枝形狀者；-生長成折線形狀者；-生長成網篩形狀者；及 -生長成一串珠粒形狀者。
此外，線形觸媒自身可具有中空形狀(管形狀)或板形狀。
在較佳實施例中，無機螢光材料係選自基於硫化物、硫代鎵酸鹽、氮化物、氮氧化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷灰石、硼酸鹽、氧化物、磷酸鹽、鹵磷酸鹽、硫酸鹽、鎢酸鹽、鉭酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、鈮酸鹽、鈦酸鹽、鍺酸鹽或鹵化物之磷光體，更佳選自基於硫化物、硫代鎵酸鹽、氮化物、氮氧化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷灰石氧化物及釩酸鹽之磷光體之群，且最佳選自基於Y2O3：Bi3+、Eu3+；Y2O3：Bi3+、Eu3+；Y2O3：Bi3+、Eu3+；Y2O3：Ce3+、Tb3+；Y2O3：Ce3+、Tb3+、Y2O3：Ce3+、Tb3+；YVO4：Yb3+、YVO4：Eu3+或YVO4：Eu3+、Bi3+之磷光體之群。
所有上文提及之無機螢光化合物或磷光體均有市售或可以類似於或根據彼等熟習此項技術者已知之方法或如W.M.Yen、S.Shionoya及H.Yamamoto：Phosphor Handbook，第2版(CRC Press,2006)第341-420頁中所述合成。
本發明之聚合物膜必須包含有機螢光化合物。
在本發明之較佳實施例中，該有機螢光化合物吸收在介於約350nm至約500nm、更佳約375nm至約500nm、甚至更佳約400nm至500nm範圍內具有最大吸收峰波長之輻射，且發射在介於約500nm至約1000nm、較佳約550nm至900nm且更佳約600nm至800nm範圍內具有最大發射峰波長的輻射。
適宜有機螢光化合物已為彼等熟習此項技術者熟知且闡述於(例如)W.M.Yen、S.Shionoya及H.Yamamoto：Phosphor Handbook，第2版(CRC Press,2006)，第769-774頁中。
有機螢光材料應較佳呈現至少80%且更佳至少90%之量子效率。
在較佳實施例中，有機螢光化合物係選自螢光素、玫瑰紅 (Rhodamine)、香豆素、芘、花青素、苝、二-氰基-亞甲基、稀土金屬錯合物或過渡金屬錯合物，且更佳選自市售苝，例如Lumogen-F570；玫瑰紅，例如玫瑰紅6G；香豆素，例如香豆素153或香豆素6；Funakoshi有限公司之DY-707、730、732及750之群；Hayashibara有限公司之NK-3590；及Exciton之LDS698、720、730、750及765之群。
所有上文提及之有機螢光化合物或磷光體均有市售或可以類似於或根據彼等熟習此項技術者已知之方法合成。
無機螢光化合物較佳根據有機螢光化合物關於其吸收特性選擇。就此而言，較佳地，無機螢光化合物在約200nm至400nm之範圍中具有其最大吸收峰波長且有機化合物在太陽能輻射光譜之約400nm至800nm範圍內具有其最大吸收峰波長。
無機螢光化合物及有機螢光化合物二者之吸收光譜較佳重疊小於40面積%、更佳小於20面積%、甚至更佳小於5面積%。此外較佳地，無機螢光化合物之發射光譜及有機螢光化合物之吸收光譜重疊超過90面積%、較佳超過60面積%、更佳超過30面積%且最佳超過10面積%。
具體而言，下表中給出適宜無機螢光化合物與適宜有機螢光化合物之較佳組合，此並不將本發明限於彼等尤佳組合。
在另一實施例中，本申請案之聚合物膜包含螢光半導體量子點。
本發明之聚合物膜可自包含上述螢光化合物中之一者及適宜分散介質的分散液獲得。
較佳分散介質及/或該分散介質之所得聚合物膜應滿足以下準則，且較佳應呈現-適宜折射率-對於介於200nm與1200nm之間之輻射具有適宜透射率，-低黃化指數-高抵抗熱應力(例如熱或冷)之穩定性，-高抵抗水份之穩定性，-高抵抗太陽輻照之穩定性，-在其外部暴露環境中之高耐久性，及-關於多種基板之適宜黏性性質。
適於所得聚合物膜之樹脂對於介於200nm與1200nm之間、較佳介於約250nm與1200nm之間、更佳介於約300nm與1200nm之間之輻 射呈現高透射率值，且關於無機螢光化合物之吸收特性進行選擇。
在此上下文中，術語高透射率意指在無任何添加劑情況下超過90%、較佳超過70%、更佳超過50%之入射光可穿過純樹脂。
光學介質或此處分散介質之折射率n係闡述光或任何其他輻射穿過該介質傳播之數值。其最基本的情況遵從斯涅耳折射定律(Snell's law of refraction)，n 1 sinθ 1=n 2 sinθ 2，其中θ1及θ2係跨越介於折射率為n 1及n 2之兩種介質之間之界面之射線的入射角。
分散介質較佳呈現介於1.35與1.70之間、更佳介於1.40與1.60之間之折射率值。
黃化指數係自分光光度數據計算之數值，其闡述測試試樣之色彩自透明或白色朝向黃色變化。此測試通常用於評價材料中因真實或模擬室外暴露引起之色彩變化。
適於所得聚合物膜之分散介質較佳呈現小於30、較佳小於15且甚至更佳小於10之黃化值。由此根據ASTM E313：2005測定黃化指數。
在本發明之一個實施例中，分散介質包含有機/無機混合樹脂，其較佳選自基於氧化鈦之混合樹脂，更佳選自彼等揭示於日本專利申請案JP 2008-297537 A1及JP 2008-255124 A1中者。
較佳地，彼等所述有機/無機混合樹脂包含(A)含有高折射中間體之金屬；(B)聚合物或寡聚物；及/或(C)反應單體。
組份(A)可經由烷醇鈦、二乙醇胺及水之部分水解及縮合獲得。或者，組份(A)亦可經由烷醇鈦、胺基醇及水之部分水解及縮合獲得。
在另一實施例中，聚合物膜可自包含光固性樹脂或熱固性樹脂 或熱塑性樹脂之分散介質獲得。
適宜光固性樹脂包含至少一種單官能基、二官能基或多官能基光可聚合聚合物前體。
較佳地，光固性樹脂包含一或多種單官能基聚合物前體及一或多種二官能基或多官能基光可聚合聚合物前體。
單官能基、二官能基或多官能基光可聚合前體較佳選自丙烯酸衍生物、甲基丙烯酸衍生物、乙烯基衍生物、環氧-衍生物或矽氧烷衍生物。
適宜單官能基丙烯酸衍生物或甲基丙烯酸衍生物係選自以下之群：芳族丙烯酸酯衍生物、芳族甲基丙烯酸酯衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸經取代烷基酯或甲基丙烯酸經取代烷基酯，且更佳選自丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯及丙烯酸經取代烷基酯或甲基丙烯酸經取代烷基酯，其中烷基經羥基或鹵素(例如F、Br及Cl)或S取代。
適宜二官能基或多官能基光可聚合丙烯酸衍生物或甲基丙烯酸衍生物較佳選自以下之群：-自多元醇與α,β-不飽和羧酸之間之反應獲得之聚合物前體，較佳選自聚乙二醇二-(甲基)丙烯酸酯(其中之伸乙基數目係2-14)、三-羥甲基丙烷二-(甲基)丙烯酸酯、三-羥甲基丙烷三-(甲基)丙烯酸酯、三-羥甲基丙烷乙氧基三-(甲基)丙烯酸酯、三-羥甲基丙烷丙氧基三-(甲基)丙烯酸酯、四-羥甲基甲烷三-(甲基)丙烯酸酯、四-羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(其中之伸丙基數目係2-14)、二-異戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二-異戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚-A-聚氧乙烯二-(甲基)丙烯酸酯、雙酚-A二氧乙烯二-(甲基) 丙烯酸酯、雙酚-A三氧乙烯二-(甲基)丙烯酸酯或雙酚-A十氧乙烯二-(甲基)丙烯酸酯，及/或-自α,β-不飽和碳酸胡具有縮水甘油基之化合物之加成獲得之聚合物前體，較佳選自三-羥甲基丙烷三縮水甘油基醚三丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油基醚二丙烯酸酯，及/或-具有羥基及烯系不飽和基團之聚合物前體，較佳選自具有(甲基)丙烯酸β-羥基乙基酯之酯，-自芳族二異氰酸酯與(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯之間之反應獲得之聚合物前體，較佳選自胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及/或-自三-甲基六亞甲基二-異氰酸酯或環己烷二甲醇與(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯之間之反應獲得之聚合物前體。
具體而言，二官能基或多官能基光可聚合丙烯酸衍生物或甲基丙烯酸衍生物最佳選自三-羥甲基-丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-異戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二-異戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚-A聚氧乙烯二甲基丙烯酸酯。
為調節分散介質之折射率，介質亦可包含溴化或硫化單官能基、二官能基或多官能基光可聚合聚合物前體。該等溴取代之聚合物前體較佳選自以下之非排他性列表：由DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU有限公司製造之New Frontier BR-31、New Frontier BR-30、New Frontier BR-42M等，而硫取代之聚合物前體較佳選自以下之非排他性列表：由MITSUBISHI GAS CHEMICAL公司製造之IU-L2000、IU-L3000、IU-MS1010等。
適宜可聚合乙烯基衍生物較佳選自乙烯基鹵化物、丙烯腈、乙烯醯胺、乙烯基醚或芳族乙烯基衍生物，更佳選自氯乙烯、溴乙烯、丙烯醯胺、苯乙烯或乙烯基-甲苯。
適宜分散介質亦可包含可聚合矽氧烷，較佳由其組成。矽氧烷 化合物之特徵在於呈R2SiO形式之亞單元，其中R表示氫原子或烴基團。適宜可聚合矽氧烷已為彼等熟習此項技術者熟知。然而，較佳矽氧烷經選擇，但不限於Adeka公司之FX-V5500、TESK有限公司之A-1456及Dow Corning公司之OE-6665。
較佳地，所有上文列舉之聚合物前體均可單獨使用或在共聚物中彼此以任何組合使用。
較佳光固性樹脂亦可包含一或多種光起始劑，其產生在暴露於紫外光(約200nm至400nm)或可見光(約400nm至800nm)時產生自由基。
適宜光起始劑較佳係選自-安息香-醚，較佳安息香-甲基-醚、安息香-乙基-醚、安息香-丙基-醚、安息香-異丁基-醚、安息香-苯基-醚、安息香-醚，及/或-二苯基酮，較佳N,N’-四甲基-4,4’-二胺基二苯基酮(Michler-酮)、N,N’-四乙基-4,4’二胺基二苯基酮、苯偶醯-二甲基-縮酮(例如IRGACURE 651，自Ciba購得)，及/或-二苯偶醯縮酮，較佳苯偶醯-二乙基-縮酮，及/或-苯乙酮，較佳2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、對-第三丁基二氯苯乙酮、對-二甲基胺基苯乙酮，-噻噸酮，較佳2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮，及/或-苯基酮衍生物，例如羥基環己基苯基酮(例如Ciba之IRGACURE 184)、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮。
光起始劑可單獨使用或彼此以任何組合使用。
亦可向光固性樹脂中添加其他添加劑，例如穩定劑、黏著促進劑或表面活性劑或敏化劑。敏化劑自身無光起始能力，但與上文所提及光起始劑形成敏化劑系統。適宜敏化劑/光起始劑系統包含三級胺 及一或多種如上文所述光起始劑，例如三乙醇胺與二苯基酮之組合。
若適當，光固性樹脂可如自其成份之混合物所獲得作為分散介質使用。亦可將光固性樹脂溶解於適宜溶劑中並使用相應溶液作為分散介質。
在本發明之另一實施例中，分散介質包含可暴露於熱或壓力或用作溶液之熱塑性樹脂。
適宜熱塑性樹脂已為彼等熟習此項技術者熟知且可包含(例如)多份天然橡膠，聚-異戊二烯、聚1,2-丁二烯、聚異丁烯、聚丁烯、聚-2-庚基1,3-丁二烯、聚-2-第三丁基-1,3-丁二烯、聚-1,3-丁二烯、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚乙烯基乙基醚、聚乙烯基己基醚、聚乙烯基丁基醚、聚乙酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯、聚胺基甲酸酯、乙基纖維素、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚碸、多硫化物、苯氧基樹脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸2-乙基己基酯、聚丙烯酸第三丁基酯、聚丙烯酸3-乙氧基丙基酯、聚氧基羰基四-甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸異丙基酯、聚甲基丙烯酸十二烷基酯、聚甲基丙烯酸十四烷基酯、聚甲基丙烯酸正丙基酯、聚甲基丙烯酸3,3,5-三甲基環己基酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙基酯、聚甲基丙烯酸1,1-二乙基丙基酯或聚(甲基)丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)。
亦可使兩種或更多種聚合物前體共聚，以調節相應熱塑性樹脂之物理特性，尤其係樹脂之軟化點或黏性。
本發明之適宜熱塑性共聚物較佳係選自具有丙烯酸酯官能基、較佳胺基甲酸酯丙烯酸酯及/或環氧丙烯酸酯及/或聚醚丙烯酸酯及/或聚酯丙烯酸酯、更佳選自胺基甲酸酯丙烯酸酯及/或環氧丙烯酸酯及/或聚醚丙烯酸酯且甚至更佳選自環氧丙烯酸酯之群之衍生物之群。
亦可向熱塑性樹脂中添加其他添加劑，例如增塑劑、阻燃劑及穩定劑。
本發明之熱塑性樹脂之軟化點較佳小於200℃，更佳小於150℃，甚至更佳小於120℃，但在所有情形下皆不低於80℃。
在本發明之聚合物膜中，聚合物膜中之無機化合物之濃度較佳自聚合物膜之一個(上)側上之高濃度變為聚合物膜之相對(下)側上之低濃度，而聚合物膜中之有機螢光化合物之濃度相反地自聚合物膜之一個(上)側上之低濃度變為聚合物膜之相對(下)側上之高濃度。
具有該等結構，在聚合物膜之上側上具有高濃度之無機螢光化合物可吸收如上文所述短波長區中之入射光(例如UV光)且藉此降低、較佳消除短波長光對有機螢光化合物之任何光化學效應，例如分解、光反應等。
本發明之該聚合物膜包括包含2個、3個、4個或更多個不同子層之多層結構或單層結構。以下列表中給出聚合物膜之較佳結構：a)包含一個層、較佳由一個層組成之聚合物膜，該一個層包含一或多種有機螢光化合物及一或多種無機螢光化合物之混合物，其中所得聚合物膜中之無機化合物之濃度自聚合物膜之一個(上)側上之高濃度變為聚合物膜之相對(下)側上之低濃度，而所得聚合物膜中之有機螢光化合物之濃度相反地自聚合物膜之一個(上)側上之低濃度變為聚合物膜之相對(下)側上之高濃度，或b)包含兩個子層、較佳由兩個子層組成之聚合物膜，其中第一基底層包含一或多種有機螢光化合物且不包含無機螢光化合物且覆蓋層包含一或多種無機螢光化合物且不包含有機螢光化合物，或c)包含三個子層較佳由三個子層組成之聚合物膜，其中第一基底層包含一或多種有機螢光化合物且不包含無機螢光化合物；第二或中間子層包含一或多種有機螢光化合物及一或多種 無機螢光化合物之混合物，其中子層中之無機化合物之濃度自子層之一個(上)側上之高濃度變為子層之相對(下)側上之低濃度，而子層中之有機螢光化合物之濃度相反地自子層之一個(上)側上之低濃度變為子層之相對(下)側上之高濃度；且第三或覆蓋層包含一或多種無機螢光化合物且不包含有機螢光化合物。
d)包含四個子層、較佳由四個子層組成之聚合物膜，其中第一或基底層包含一或多種有機螢光化合物、不包含無機螢光化合物；第二或中下子層包含一或多種有機螢光化合物及一或多種無機螢光化合物之混合物，其中有機螢光化合物之量高於無機螢光化合物之量；第三或中上子層包含一或多種有機螢光化合物及一或多種無機螢光化合物之混合物，其中無機螢光化合物之量高於有機螢光化合物之量；且第四或覆蓋層包含一或多種無機螢光物質且不包含有機螢光化合物。
本發明聚合物膜之製造方法端視聚合物膜自身之結構(一個分層結構或多層結構)或所施加分散介質之組成而定。
在每一情形下，本發明聚合物膜之製造方法通常包含以下步驟：-在基板上提供包含分散介質及至少一種有機螢光化合物之混合物之層；-固化該混合物，及-視情況自基板移除聚合物膜。
若聚合物膜或其一個子層施加所施加螢光化合物之濃度梯度，則相應有機及無機螢光化合物首先均勻分散於如上文所述適宜分散介質中。
介質中之無機螢光化合物之濃度整體較佳介於0.01wt%與10wt%之間，且更佳介於0.5wt%與5wt%之間，其中介質中之有機螢光化合物之濃度整體較佳介於0.01wt%與10wt%之間，且更佳介於0.05wt% 與0.5wt%之間。
若聚合物膜或其一個子層未施加螢光化合物之濃度梯度，則相應有機或相應無機螢光化合物均勻分散於如上文所述適宜分散介質中。
介質中之無機螢光化合物之濃度整體較佳介於0.01wt%與10wt%之間，且更佳介於0.5wt%與5wt%之間。
介質中之有機螢光化合物之濃度整體較佳介於0.01wt%與10wt%之間，更佳介於0.01wt%與5wt%之間，且最佳介於0.05wt%與0.5wt%之間。
在適宜基板上提供相應混合物之方法並不以任何特定方式受限且可採用任何已知濕膜形成方法。然而，較佳方法包括旋塗、噴墨、狹縫塗佈、凹版印刷、凸版印刷、平版、絲網印刷及染料塗佈程序。
層厚度較佳介於0.1μm與3000μm之間，更佳介於1μm與500μm之間，且甚至更佳介於10μm與200μm之間。
適宜基板係玻璃基板、塑膠膜基板(例如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯)、半導體材料基板或甚至另一聚合物膜或本申請案之該聚合物膜之子層。
若需要濃度梯度，則在包含光固性樹脂、至少一種有機螢光化合物及至少一種無機螢光化合物之混合物塗佈或印刷後等待一段時間直至藉由烘烤混合物而固定，此使得有機螢光化合物及無機螢光化合物因其不同粒徑及質量而彼此分離。
較佳時間範圍主要取決於分散介質之黏度及顆粒密度且藉此可由彼等熟習此項技術者在各情形中容易地調節，而無需過度試驗及誤差。
若施加光固化分散介質，則在塗佈後立刻或在濃度梯度情形下 在達成期望條件時實施藉由烘烤進行固定，藉此固定該膜。
烘烤較佳係高於60℃、更佳高於80℃且甚至更佳高於100℃下實施。
倘若施加另一適宜且上述分散介質，則固定步驟係多餘的，此乃因在暴露於熱或冷卻下進行固化將完成該程序。
在關於所施加分散介質熟練之人員已知之適宜條件下固化分散介質。固化步驟藉此可包含以下方法：倘若施加光固性樹脂，則將未固化膜暴露於光化輻照(例如UV光)；倘若施加熱塑性樹脂則施加冷卻且若所施加分散介質對應於熱固性樹脂則進行加熱。
亦可在本發明聚合物膜之頂部上施加額外保護層及/或結構化層(例如菲涅耳(Fresnel)透鏡結構化層)。
本發明亦係關於聚合物膜作為波長轉換膜之用途，其將約小於500nm之波長之輻射轉換成約超過500nm之波長之輻射，此由太陽能電池中之多種半導體材料有效地利用。
就此而言，(例如)非晶形矽太陽能電池之最大吸收波長係約600nm且單晶矽太陽能電池之最大吸收波長係約800nm。實際上，有效地用於光電轉換之輻射限於500nm及更大之較長波長區中之輻射。
出於允許在太陽光之短波長區中且亦具有高能量且其應較佳亦有效利用之光的目的，本發明之聚合物膜允許低於500nm及更小之波長之輻射轉換成具有高於500nm及更大之波長之輻射，其隨後可藉由太陽能電池經受光電轉換。
因此，本發明亦係關於藉由施加本發明之聚合物膜改良太陽能電池模組之方法，由於太陽能電池模組中之半導體材料之吸收特性通常不可利用之太陽能輻射光譜的短波部分之波長轉換，該聚合物膜能夠增加光利用效率及發電效率。
因此，本發明亦係關於聚合物膜在太陽能電池模組中之用途。
適宜太陽能電池之精確結構已為彼等熟習此項技術者已知。舉例而言，將自線鋸整鑄矽錠製得之多晶矽晶圓切成約180微米至350微米之極薄晶圓。晶圓通常輕微p型摻雜。為自晶圓製造太陽能電池，在晶圓之前側上實施n型摻雜劑之表面擴散。此在表面下幾百奈米形成p-n接面。亦可施加自氮化矽或二氧化鈦製得之抗反射塗層，以增加耦合至太陽能電池中之光之量，該抗反射塗層通常係電漿增強化學氣相沈積(PECVD)以幾百奈米厚施加。較佳太陽能電池除本發明聚合物膜外亦具有(例如)菲涅耳透鏡形狀之紋理化前表面及/或抗反射塗層，用於增加耦聯至電池中之光之量。該等表面通常係在單晶矽上形成，但其他半導體材料亦係可能的。則晶圓使得在背表面上全面積金屬接觸，且使用銀膏糊將由微細「指」及較大「匯流排條」構成之柵格樣金屬接觸絲網印刷至前表面上。亦藉由絲網印刷金屬膏糊(通常鋁)形成後部觸點。此觸點通常覆蓋電池之整個後側，但在一些電池設計中，其係以柵格圖案印刷。隨後使膏糊於幾百攝氏度下燃燒以形成與矽歐姆接觸之金屬電極。亦使用額外電鍍步驟以增加電池效率。
除上文所提及多晶矽晶圓外，適宜太陽能電池模組亦可包含其他較佳半導體材料，其選自非晶形矽(a-Si)、單晶矽(c-Si)、多晶矽(mc-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒化物(CIGS)或砷化鎵(GaAs)。
因此，本申請案亦係關於製造太陽能電池模組之方法，其包含在太陽能電池上提供本發明聚合物膜之步驟。
本發明尤其參照較佳實施例在上文及下文中加以闡述。應理解，本文中可作出各種改變及修改，此並不背離本發明之精神及範圍。
上文及下文提及之許多化合物或其混合物有市售。有機化合物已知或可藉由本身已知之方法製備，如文獻(例如在權威著作中，例如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)中所述，確切而言係在適於該等反應之已知反應條件下進行。此處亦可使用本文已知但此處未提及之變體。
除非上下文另外明確指明，否則本文術語之本文所用複數形式應詮釋為包括單數形式且反之亦然。
除非另外明確說明，否則在整個本申請案中，所有濃度皆係以質量百分數給出且係指各別完整混合物，所有溫度皆係以攝氏度(degree centigrade，Celsius)給出且所有溫度差異係以攝氏度給出。
在本說明書之說明及申請專利範圍中，詞語「包含(comprise)」及「含有(contain)」及該等詞語之變化形式(例如「包含(comprising及comprises)」)意指「包括但不限於」，且並非意欲(且不)將其他組份排除在外。換言之，詞語「包含」亦涵蓋術語「由......組成」但並不限於此。
應瞭解，可對本發明之前述實施例作出改變，而仍屬於本發明之範圍內。除非另有說明，否則本說明書中所揭示每一特徵均可由適用於相同、等效或類似目的之替代特徵所代替。因此，除非另有說明，否則每一所揭示特徵僅係一類等效或類似特徵中之一個實例。
本說明書中所揭示之全部特徵可以任一組合進行組合，只是至少某些該等特徵及/或步驟彼此排斥之組合除外。具體而言，本發明之較佳特徵適用於本發明之全部態樣且可以任一組合使用。同樣，非必需組合中所述之特徵可單獨使用(並不組合使用)。
應瞭解，上述多個特徵、尤其多個較佳實施例有其自身之發明性權力，而不僅僅作為本發明實施例之一部分。除本文所主張之任何發明以外或者另一選擇，可為該等特徵尋求獨立保護。
本發明之較佳特徵以編號列表形式概述：
1.一種聚合物膜，其包含至少一種無機螢光化合物及至少一種 有機螢光化合物。
2.如注釋1之聚合物膜，其特徵在於該無機螢光化合物吸收在250nm至400nm範圍內具有最大吸收峰波長之輻射且發射在500nm至1000nm範圍內具有最大發射峰波長之輻射。
3.如注釋1或2之聚合物膜，其特徵在於該有機螢光化合物吸收在300nm至500nm範圍內具有最大吸收峰波長之輻射且發射在500nm至1000nm範圍內具有最大發射峰波長之輻射。
4.如注釋1至3中一或多項之聚合物膜，其特徵在於該聚合物膜中之該無機化合物之濃度較佳自該聚合物膜之一個(上)側上之高濃度變為該聚合物膜之相對(下)側上之低濃度，而該聚合物膜中之該有機螢光化合物之濃度相反地自該聚合物膜之一個(上)側上之低濃度變為該聚合物膜之相對(下)側上之高濃度。
5.如注釋1至4中一或多項之聚合物膜，其特徵在於該無機螢光化合物係選自以下之群：基於硫化物、硫代鎵酸鹽、氮化物、氧基-氮化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷灰石、硼酸鹽、氧化物、磷酸鹽、鹵磷酸鹽、硫酸鹽、鎢酸鹽、鉭酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、鈮酸鹽、鈦酸鹽、鍺酸鹽或鹵化物之磷光體。
6.如注釋1至5中一或多項之聚合物膜，其特徵在於該無機螢光化合物具有介於1nm至100nm範圍內之粒徑。
7.如注釋1至6中一或多項之聚合物膜，其特徵在於該有機螢光化合物係選自螢光素、玫瑰紅、香豆素、芘、花青素、苝或二-氰基-亞甲基。
8.如注釋1至7中一或多項之聚合物膜，其特徵在於其包含螢光半導體量子點。
9.如注釋1至8中一或多項之聚合物膜，其特徵在於其包含對於介於200m與1200nm之間之輻射具有適宜透射率值之光固性樹脂及/ 或熱固性樹脂及/或熱塑性樹脂。
10.一種製造如注釋1至9中一或多項之聚合物膜之方法，其特徵在於其包含以下步驟：-在基板上提供至少一個包含至少一種分散介質及至少一種有機螢光化合物之混合物的層-固化該混合物，及視情況，-自該基板移除該聚合物膜。
11.一種如注釋1至9中一或多項之聚合物膜之用途，其用作波長轉換膜以將約小於500nm之波長之輻射轉換成約500nm以上範圍內之波長之輻射。
12.如注釋11之聚合物膜之用途，其用於太陽能電池中。
13.一種太陽能電池，其包含如注釋1至9中一或多項之聚合物膜。
14.如注釋13之太陽能電池，其特徵在於模組包含至少一個選自以下之層：非晶形矽(a-Si)、單晶矽(c-Si)、多晶矽(多晶-Si)、多晶矽(mc-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒化物(CIGS)或砷化鎵(GaAs)。
15.一種改良太陽能電池之方法，其係藉由施加如注釋1至9中一或多項之聚合物膜來達成，其能夠增加光利用效率並改良發電效率。
16.一種製造如注釋14之太陽能電池之方法，其係藉由在太陽能電池上提供如注釋1至9中一或多項之聚合物膜來達成。
現將參照以下實例更詳細地闡述本發明，其僅具闡釋性且並不限制本發明之範圍。
實例
下文實例闡釋本發明，而不以任一方式對其加以限制。
實例1-基於YVO 4 之磷光體之合成
將0.91g油酸鈉(3mmol)及0.4g Na3VO4＊12H2O(1mmol)存於15mL去離子水中之混合物逐漸攪拌至2mL油胺存於8mL乙醇中之溶液中且隨後一起攪拌20min。接下來，向此混合物中添加乙二醇及硝酸鉍五水合物之混合物以及0.38g Y(NO3)3(1mmol)及0.04g(0.2mmol)乙酸銪四水合物存於8ml水中之溶液，且將所得乳狀混合物轉移至高壓釜中並再攪拌10min。將高壓釜密封並加熱至180℃並在此溫度下攪拌12h。在冷卻至室溫後，將所得白色懸浮液以5000rpm離心10min，且將沈澱用乙醇徹底洗滌並於60℃下在空氣中乾燥。
類似於上述合成程序，亦可獲得經鑭系元素離子(例如Eu3+(5%)及Bi3+(3%))摻雜之其他YVO4奈米晶體。
實例2-單層聚合物膜
香豆素6(自Sigma-ALDRICH購得)及將如上述合成之YVO4：Eu3+,Bi3+分別以0.30wt%及1.0wt%之量分散至光可聚合矽氧烷FX-V5500(自Adeka公司，Japan購得)中。將混合物溶解於PGMEA中以獲得67wt%溶液。將溶液以1000r.p.m.旋塗於玻璃基板上且隨後於100℃下烘烤3min。使用365nm UV燈在空氣中光聚合混合物。總暴露量係360mJ/cm2。為產生膜之濃度梯度，在空氣氣氛下使用365nm UV燈將此所得層輻照12小時。自玻璃基板剝離該膜並將其施加於晶體Si(c-Si)太陽能電池上。
實例3-多層聚合物膜
將香豆素6(自Sigma-ALDRICH購得)以0.3wt%之濃度分散於光可聚合矽氧烷FX-V5500中。將混合物溶解於PGMEA中以獲得67wt%溶液作為溶液A。
將實例1之YVO4：Eu3+,Bi3+以1.0wt%之濃度分散於光可聚合矽氧烷FX-V5500中。將混合物溶解於PGMEA中以獲得67wt%溶液作為溶液B。
將香豆素6及YVO4：Eu3+,Bi3+分別以0.3wt%及1.0wt%之濃度各自分散於FX-V5500中。將混合物溶解於PGMEA中以獲得67wt%溶液作為溶液C。
將溶液A以1000r.p.m.旋塗於清潔玻璃基板上且隨後於100℃下烘烤3min。
隨後，將溶液B旋塗於源自玻璃基板之溶液A之層上。形成混合層且隨後於100℃下烘烤3min。
將溶液C以1000r.p.m旋塗於源自玻璃基板上之溶液A及B之混合層上且隨後於100℃下烘烤3min。在空氣中使用365nm UV燈光聚合組合層。總暴露量係360mJ/cm2。自玻璃基板剝離該膜並將其施加於晶體Si(c-Si)太陽能電池上。
比較實例1
聚合物膜係類似於實例2自YVO4：Eu3+,Bi3+存於光可聚合矽氧烷FX-V5500中之濃度為1.0wt%之分散液作為比較實例1製造。自玻璃基板剝離該膜並將其施加於晶體Si(c-Si)太陽能電池上。
比較實例2
聚合物膜係類似於實例2自香豆素6存於光可聚合矽氧烷FX-V5500中之濃度為.03wt%之分散液作為比較實例1製造。自玻璃基板剝離該膜並將其施加於晶體Si(c-Si)太陽能電池上。
太陽能電池之比較
將源自上述實例之相應太陽能電池暴露於100W氙燈之光。實施量測以量測由於此時發生之光電轉換反應之光電流之值，且本發明之電池證實短路電流及填充因數二者為比較實例之電池之5%或以上。
總之，實例2及3之聚合物膜有效地適用於光電轉換裝置。

Claims (14)

  1. 一種聚合物膜，其包含單一層，該層包含至少一種無機螢光化合物及至少一種有機螢光化合物之混合物，其中該聚合物膜中之該無機化合物之濃度自該聚合物膜之一個(上)側之高濃度變化為該聚合物膜之相對(下)側之低濃度，而該聚合物膜中之該有機螢光化合物之濃度相反地自該聚合物膜之一個(上)側之低濃度變化為該聚合物膜之相對(下)側之高濃度。
  2. 如請求項1之聚合物膜，其中該無機螢光化合物吸收在250nm至400nm範圍內具有最大吸收峰波長之輻射且發射在500nm至1000nm範圍內具有最大發射峰波長之輻射。
  3. 如請求項1之聚合物膜，其中該有機螢光化合物吸收在300nm至500nm範圍內具有最大吸收峰波長之輻射且發射在500nm至1000nm範圍內具有最大發射峰波長之輻射。
  4. 如請求項1至3中任一項之聚合物膜，其中該無機螢光化合物係選自以下之群：基於硫化物、硫代鎵酸鹽、氮化物、氮氧化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷灰石、硼酸鹽、氧化物、磷酸鹽、鹵磷酸鹽、硫酸鹽、鎢酸鹽、鉭酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、鈮酸鹽、鈦酸鹽、鍺酸鹽或鹵化物之磷光體。
  5. 如請求項1至3中任一項之聚合物膜，其中該無機螢光化合物具有介於1nm至100nm範圍內之粒徑。
  6. 如請求項1至3中任一項之聚合物膜，其中該有機螢光化合物係選自螢光素、玫瑰紅(Rhodamine)、香豆素、芘、花青素、苝或二-氰基-亞甲基。
  7. 如請求項1至3中任一項之聚合物膜，其中其包含螢光半導體量子點。
  8. 如請求項1至3中任一項之聚合物膜，其中其包含對於介於200m與1200nm之間之輻射具有適宜透射率值之光固性樹脂及/或熱固性樹脂及/或熱塑性樹脂。
  9. 一種如請求項1至8中任一項之聚合物膜之用途，其用作波長轉換膜以將約小於500nm之波長之輻射轉換成約大於500nm範圍內之波長之輻射。
  10. 如請求項9之聚合物膜之用途，其用於太陽能電池中。
  11. 一種太陽能電池，其包含如請求項1至8中任一項之聚合物膜。
  12. 如請求項11之太陽能電池，其中模組包含至少一個選自以下之層：非晶形矽(a-Si)、單晶矽(c-Si)、多晶矽(polycrystalline silicon，多晶-Si)、多晶矽(multicrystalline silicon，mc-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒化物(CIGS)或砷化鎵(GaAs)。
  13. 一種改良太陽能電池之方法，其係藉由施加如請求項1至8中任一項之聚合物膜來達成，其能夠增加光利用效率並改良發電效率。
  14. 一種製造如請求項12之太陽能電池之方法，其係藉由在太陽能電池上提供如請求項1至8中任一項之聚合物膜來達成。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129177A1 (ja) * 2014-02-26 2015-09-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュール
TWI596410B (zh) * 2015-01-31 2017-08-21 Lg 化學股份有限公司 背光單元以及包含該背光單元的顯示裝置
TWI575766B (zh) * 2015-05-05 2017-03-21 飛立威光能股份有限公司 光伏系統及其製造方法
KR102404622B1 (ko) * 2015-09-29 2022-06-02 도레이 카부시키가이샤 형광체 조성물, 형광체 시트 및 그들을 사용한 형성물, led 칩, led 패키지, 발광 장치, 백라이트 유닛, 디스플레이 및 led 패키지의 제조 방법
JP2018113332A (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュールおよびその製造方法
GB201705834D0 (en) * 2017-04-11 2017-05-24 Cambridge Entpr Ltd Photon multiplier film
US11990287B2 (en) * 2021-08-24 2024-05-21 Alliance For Sustainable Energy, Llc Photovoltaic window color-conversion layers

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100389517B1 (ko) * 2000-11-29 2003-06-27 (주)네스디스플레이 신규한 적색 형광물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는유기전기발광소자
KR101338924B1 (ko) * 2004-01-22 2013-12-10 다우 코닝 코포레이션 첨가양생재에 대한 부착성을 향상시킨 조성물과 이 조성물과 일체화된 복합물
CN1942997B (zh) * 2004-04-15 2011-03-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 电可控色彩转换单元
JP4830294B2 (ja) * 2004-12-15 2011-12-07 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の作製方法、表示装置及び照明装置
JP2006278980A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP2007250629A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Toshiba Corp 発光装置及びその製造方法、並びに蛍光パターン形成物
US20080081326A1 (en) * 2006-10-03 2008-04-03 Jun Amano Methods and devices for diagnostic testing
RU2407770C2 (ru) * 2007-03-09 2010-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "СВЕТ" Светопреобразующий материал и композиция для его получения
WO2008132965A1 (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Konica Minolta Holdings, Inc. 白色有機エレクトロルミネッセンス素子、及び照明装置
WO2008155813A1 (ja) * 2007-06-19 2008-12-24 Itakura, Masako 樹脂成型物
CN101809116B (zh) * 2007-08-17 2014-03-19 巴斯夫欧洲公司 含有卤素的二萘嵌苯四甲酸衍生物及其用途
DE102008052043A1 (de) * 2008-10-16 2010-04-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Fluoreszenz-Kollektor und dessen Verwendung
CN102378801B (zh) * 2009-04-06 2014-06-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于包括有机和无机磷光体的磷光体增强型光源的发光转换器
JP5452098B2 (ja) * 2009-06-30 2014-03-26 学校法人 関西大学 ナノ粒子蛍光体の製造方法
JP2011077088A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池モジュール用封止材シート及び太陽電池モジュール
JP2011204810A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Sumitomo Bakelite Co Ltd 波長変換部材および光起電装置
US9689556B2 (en) * 2010-05-27 2017-06-27 Merck Patent Gmbh Down conversion array comprising quantum dots
WO2012102107A1 (ja) * 2011-01-28 2012-08-02 昭和電工株式会社 量子ドット蛍光体を含む組成物、量子ドット蛍光体分散樹脂成形体、量子ドット蛍光体を含む構造物、発光装置、電子機器、機械装置及び量子ドット蛍光体分散樹脂成形体の製造方法
CN103582689B (zh) * 2011-04-12 2017-03-01 皇家飞利浦有限公司 具有大于80的cri的发光转换器、磷光增强光源或灯具
JP5706299B2 (ja) * 2011-11-28 2015-04-22 株式会社東芝 発光装置の製造方法

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